Estudio técnico-económico para la producción del 2,5 dimetilfurano como alternativa de biocombustible o aditivo

Abstract

En los últimos años la producción y utilización de biocombustibles ha generado un renovado interés a nivel mundial, destacándose su contribución en la diversificación de la oferta energética, en un intento por reducir la dependencia hacia los combustibles derivados del petróleo, reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, promover el desarrollo de la agricultura y generar mayores niveles de empleo. Existe un numero de factores que deben ser considerados cuando se habla de biocombustibles, por ejemplo, factores técnicos (materia prima, suministro, conversión y motores), factores económicos (costo de modificación de motores, infraestructura) y ecológicos/políticos (uso eficiente de tierras, reducción de la dependencia del petróleo y gases contaminantes al medio ambiente). El etanol es el único combustible líquido renovable producido en larga escala para automóviles, pero sufre algunas limitaciones como baja densidad energética, alta volatilidad y contaminación por absorción de agua de la atmosfera. Es por ello que se está investigando en un producto nuevo que posee mejores propiedades que el etanol, que se trata del 2,5 dimetilfurano (DMF) que es un combustible obtenido por un proceso catalítico a partir de la glucosa o de la fructosa. La primera es obtenida a partir de la biomasa, y la segunda por la isomerización de la glucosa a través de la sacarosa, que es un disacárido compuesto de glucosa y fructosa. El 2,5 dimetilfurano posee una densidad energética de 30 MJ/L, 40% mayor al etanol 21.3 MJ/L, sin embargo el poder calorífico de la gasolina 32.2 MJ/L es ligeramente superior, también cuenta con un punto de ebullición de 20ºC superior al etanol, y no es soluble en agua (más fácil de separar). Otra característica importante es su alto poder antidetonante (RON) de 119, superior al del etanol y la gasolina. Actualmente la demanda energética en el Perú es de 1.8 MMBl/A de etanol que se destina para la elaboración del gasohol y la demanda de gasolina de todos los tipos es de 10.95 MMBl/A. Aunque el etanol se está considerando hoy en día como combustible sustituto de la gasolina, el DMF presenta peculiaridades importantes que merecen ser exploradas. A partir de un estudio realizado en laboratorio fue desarrollado un proceso para la producción del DMF en el simulador de procesos químicos HYSYS y estudios económicos a diferentes tamaños de planta para poder determinar su óptima capacidad. Para capacidades de producción de DMF de 1172 TM/A, 23520 TM/A y 58800 TM/A se obtuvo el precio de venta más favorable de DMF a 1.547 US$/kg o 218 US$/bbl, tomando como referencia que setomó una tasa de retorno de 15%/año y tiempo de retorno de 4 años. No obstante ese precio es un poco elevado comparado con el etanol y la gasolina de 112 US$/bbl y 126 US$/bbl respectivamente.